1、科學探究之專題：實驗方案的設計與評價【中考導航儀 】中考說明學會根據實驗目的、原理，正確選擇儀器、藥品、控制技術條件，并對儀器裝置進行科學的連接。能夠對實驗現象進行分析，得出初步結論；能對實驗方案進行分析、評價和改進。圍繞考綱我們應掌握如下要點：能根據所要探究的具體問題設計簡單的化學實驗方案。能評價化學實驗方案，反思評價過程，評價探究結果。解讀考綱 能對所獲得的事實與證據進行分析、歸納，得出正確的結論。能用書面方式比較明確地表述探究過程和結果。初步學習運用簡單的裝置和方法制取某些氣體。物質的檢驗與鑒別：會檢驗氧氣、二氧化碳；會檢驗碳酸鹽、銨鹽；會依據物質的性質進行鑒別。實驗設計題對學生的知識遷

2、移能力、應用能力和綜合分析問題的能力要求較高，是近年來中考中較難的一 種型題。主要考查有關基本實驗操作的有機結合的問題；根據提供的儀器、藥品設計實驗進行定性分析或定量 分析；根據題目的要求設計實驗對某物質進行鑒別、鑒定、除雜、分離和提純。中考考查的熱點：一是聯系生 命題預測 活實際設計實驗對某些物質進行鑒別和提純；二是根據實驗目的和有關實驗儀器裝置，設計實驗組裝儀器，進 行定性分析。題型主要有填空題、簡答題和實驗題。中考的命題趨勢：給出正確的實驗方案描述實驗現象，歸納出實驗結論；給出實驗目的，要求設計實驗方 案；給出實驗方案，評價方案的合理性、實驗現象或結論的正確性，并改進實驗方案等。【教材放

3、大鏡 】知識點一：科學探究 1. 科學探究的一般步驟：提出問題 猜想 (假設 ) 設計實驗 【制定計劃、進行實驗、收集證據】解釋與結論 反思與 評價 表達與交流 (遷移與知識的拓展 ) 。作為探究題，一般并不需要完全具備以上八個步驟，通常因題目的需要而選 擇其中重要的步驟呈現。2. 考試要求 （源自義務教育九年級化學課程標準 (2011 年版 ) ）：要素 目標1能從日常現象或化學學習中，獨立地或經過啟發發現一些有探究價值的問題。提出問題 2能比較明確地表述所發現的問題。1能主動地或在他人的啟發下對問題可能的答案做出猜想或假設。猜想與假設 2具有依據已有的知識和經驗對猜想或假設做初步論證的意識

4、。1在教師指導下或通過小組討論，提出活動方案，經歷制訂科學探究活動計劃的過程。制訂計劃 2能在教師指導下或通過小組討論，根據所要探究的具體問題設計簡單的化學實驗方案。具有控制實驗條件的意識。1能積極參與化學實驗。進行實驗 2能獨立地或與他人合作進行實驗操作。3能在實驗操作中注意觀察和思考相結合。1認識收集證據的重要性。收集證據2學習運用多種手段對物質及其變化進行觀察。3能獨立地或與他人合作對觀察和測量的結果進行記錄，并運用圖表等形式加以表述。4初步學習運用調查、查閱資料等方式收集證據。1能對事實與證據進行加工與整理，初步判斷事實證據與假設之間的關系。解釋與結論 2能在教師的指導下或通過討論，對

5、所獲得的事實與證據進行歸納，得出合理的結論。3初步學習通過比較、分類、歸納、概括等方法逐步建立知識之間的聯系。1有對探究結果的可靠性進行評價的意識。反思與評價2能在教師的指導下或通過討論，對探究學習活動進行反思，發現自己和他人的長處 與不足，并提出改進的具體建議。3能體驗到探究活動的樂趣和學習成功的喜悅。表達與交流1. 能用口頭、書面等方式表述探究過程和結果，并能與他人進行交流和討論。2. 與他人交流討論時，既敢于發表自己的觀點，又善于傾聽他人的意見。3. 解題注意事項：不要答非所問：一般而言，最終的結論與開始的猜想與假設有一致性，至少也是有關系的。同時，探究過程方案的設計，也是與探究目的緊密

6、相關的。注意猜想或假設的合理性：雖然猜想和假設有很多可能，但是我們的猜想與假設，不能脫離題目給出的條件，否則就是無源之水。正確選擇實驗用品：首先要弄清實驗原理；設計實驗方案，要緊扣假設，正確選擇儀器和藥品，正確選擇裝置。答題的發散性： 探究性的問題往往在假設的提出、方案的設計等方面，答案并非唯一。所以，我們往往 從最熟悉、最符 合題意入手 ，從而有效防止錯誤的發生。知識點二：實驗方案的設計1. 實驗方案的設計 原則：科學性： 指實驗原理、實驗操作程序和方法要正確；可行性： 切實可行，所選用的藥品、儀器、設備和方法等在中學現有的實驗條件下能夠得到滿足；安全性： 實驗設計時，應盡量避免使用有毒藥品

7、和進行有一定危險性的實驗操作；簡約性： 要盡可能簡單易行，應選用簡單的實驗裝置、用較少的實驗步驟和實驗用品，并能短時間內完成實驗；創造性： 有創新意識。2. 實驗方案的內容：一個比較完整的化學實驗設計方案 ，一般包括以下幾個內容：實驗裝置、實驗步驟；操作方法及注意事項；實驗目的 ； 實驗原理 ；實驗用品 （包括儀器和藥品等）及規格；實驗現象及結論； 問題與討論 。對于給出實驗目的，要求設計實驗方案的題一般可以按以下思維程序進行：根據實驗目的，確定實驗原理（或假設）；根據實驗原理（或假設），選擇需要的儀器和藥品（或實驗裝置圖）；寫出實驗操作步驟及注意事項；記錄實驗現象，分析實驗結果，得出正確結論

8、。實驗設計要科學合理，安全可靠，操作簡便、現象明顯、結論可信、綠色環保。3. 實驗方案的設計思路：4. 實驗方案設計的分類：氣體的制取、凈化&性質的綜合設計：發生裝置凈化裝置干燥裝置收集裝置尾氣處理裝置氣體實驗裝置的連接順序設計原則： 制取干燥純凈的氣體應遵循“先除雜，后干燥” 的原則。尾氣處理： 有毒氣體常采用溶液（或固體）吸收或將之點燃，無毒氣體直接排空。接口的連接：總體上遵循裝置的排列順序，但對于 吸收裝置 應“ 長進短出” ； 干燥管 應“ 大進小出” 。制氣實驗： 裝置選擇與連接 氣密性檢查 裝固體藥品 加液體藥品 開始實驗（按程序）拆卸儀器 其它處理等（制氣體的實驗，在實驗前均應進

9、行氣密性檢查，氣體在點燃之前一般應進行純度的檢驗）。加熱操作： 加熱前一般應 先通原料氣趕走空氣后再點燃酒精燈。其目的是：一是防止爆炸（如氫氣還原氧化銅、 CO 還原 Fe2O3等）；二是保證產品純度。熄滅酒精燈時，一般是“先撤后滅 ”的原則。還應該考慮以下因素 : 熄滅酒精燈時要防止液體倒吸； 進行易爆、易燃實驗時要防止爆炸（如氫氣還原氧化銅應該下通氫氣，氣體點燃前應該先驗純等）；H 2 還原 CuO 后要 “先滅燈，再停氫” ，白磷的切割要在水中進行等）； 防氧化（如 防吸水（如實驗取用制取易吸水、潮解的物質必須采取有效措施）。物質性質的探究：性質實驗方案設計的思路物質組成或結構充分了解二

10、者關系物質的性質反復推敲、深挖細找驗證或探索物質性質探索性實驗與驗證性實驗性質探索性實驗方案：根據物質的結構特點或所屬類型的典型代表物去推測物質可能具有的一系列性質，而后據此分別設計出合理的實驗方案，去探究該物質可能具有的性質。程序：物質實驗事實科學抽象結論。性質驗證性實驗方案：對物質具備的性質去求證，關鍵在于設計出簡捷的實驗方案，操作簡單，現象明顯，且安全可 行。程序：物質性質推測實驗事實科學抽象結論。物質的檢驗、鑒別 &提純混合物中某成分的驗證知識點三：實驗方案的評價1. 實驗方案的評價原則：可行性： 原理是否正確、可行；操作是否安全、合理；步驟是否簡單、方便；效果是否明顯等。綠色化： 原

11、料是否易得、 安全、 無毒； 反應速率是否較快； 原料利用率、 產物產率是否較高；合成過程是否有環境污染。安全性： 防倒吸；防爆炸；防氧化；防吸水；防揮發等。2. 實驗方案設計和評價的思路：根據實驗目的，闡明實驗原理，選擇合適的儀器和藥品；根據實驗特點，設計實驗裝置；根據實驗要求，設計可行的操作步驟和觀察重點，分析實驗中要注意的事項；通過對比和歸納，選出最佳方案；實驗結束后寫出完整的實驗報告。 學習時可以依據以下思路，在理解的前提下加以掌握：物 質 的 性 質決定藥品的變質、保存選擇化學實驗儀器組合實驗裝置物質的鑒別、檢驗物質的制備物質的分離、提純使用方法和操作要領【考點新突破 】B ）C D

12、 例題 1： 下列實驗能夠達到對應的實驗目的是（實驗A 設計目的驗證二氧化碳與水反確定石蠟成分中含有探究可燃物燃燒需要氧氣和證明鐵生銹是水和氧氣應生成碳酸碳元素溫度達到著火點共同作用的結果 分析 A、根據二氧化碳能溶于水分析；B、根據質量守恒定律分析；C、要研究燃燒的條件，需要沒有氧氣支持的一個對比實驗； D、證明鐵生銹的條件，還缺少一個沒有水存在的對比實驗。 解答 A、向盛有二氧化碳的塑料瓶中倒入水，看到塑料瓶變癟，只能說明二氧化碳溶于水或與水發生反應，不能說明二氧化碳與水反應生成碳酸，故 A 錯誤； B、石蠟不充分燃燒生成碳，根據質量守恒定律定律，可確定石蠟中含有碳元素，故 B 正確； C

13、、探究燃燒的條件，圖示現象只能得出燃燒需要達到著火點，不能證明燃燒是否需要氧氣，故 C 錯誤； D、鐵生銹是鐵與水、氧氣共同作用的結果，圖示實驗不能證明鐵生銹是否與水有關，故 D 錯誤。故選 B。 評價 本題主要考查了一些驗證實驗的設計成功的關鍵，以及控制變量法的正確應用。例題 2： 同學們用 Na 2CO 3 溶液和濃 HCl 來研究簡易滅火器的反應原理時，對廢液的成分進行探究。推理假設 上述兩種物質發生反應的化學方程式為。由此推測出廢液中一定有 NaCl，可能有 Na2CO 3 或鹽酸。實驗探究 確定廢液中是否含有鹽酸：選擇試劑：根據鹽酸的化學性質，同學們選用了如圖所示的五種物質，其中物質

14、x 是酸堿指示劑中的溶液。，確定實驗驗證：某同學向廢液中加入少量的鎂粉，觀察到廢液中一定沒有鹽酸。確定廢液中是否含有 Na2CO3 某同學選用 測出廢液的 pH=l0 ，確定廢液中一定含有 Na2CO3。處理廢液，回收利用欲從廢液中得到純凈的 NaCl ，請完成如下實驗方案設計方案 加入試劑 分離方法 方案評價一 適量 Ca（ NO3）2 溶液 過濾、蒸發結晶 不可行，理由是二 過量的 蒸發結晶 可行 分析 推理假設 根據碳酸鈉與鹽酸反應的實質寫出其反應的化學方程式；實驗探究 判定廢液中是否含鹽酸所取用的酸堿指示劑不能用酚酞試劑，因酸不能使無色的酚酞變色；明確鎂和鹽酸反應出現的現象；測定溶液的

15、酸堿性的最簡單方法用 pH 試紙；根據化學上除雜質原則分析實驗方案設計，即除去原雜質不能添加新的雜質。 解答 推理假設 根據碳酸鈉與鹽酸反應的實質寫出其反應的化學方程式為：Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2；實驗探究 判定廢液中是否含鹽酸所取用的酸堿指示劑不能用酚酞試劑，酸能使石蕊試液變紅色；鎂和鹽酸反應出現的現象是產生大量氣泡，因酸不能使無色的酚酞變色，故取用石蕊試液，如沒氣泡產生則證明廢液中一定沒有鹽酸；測定溶液的酸堿性的最簡單方法用 pH 試紙（也可使用 pH 計）；根據化學上除雜質原則分析實驗方案設計，即除去原雜質不能添加新的雜質，因而處理廢液，回收利用廢液中得到純

16、凈的 NaCl 時，如加適量 Ca（ NO 3）2 溶液，雖然除去了碳酸鈉，但卻引進新雜質 NaNO 3；如加入過量的稀鹽酸蒸發結晶后可得到純凈的氯化鈉。故答案為： 推理假設 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H 2O+CO 2；實驗探究 石蕊； 無氣泡產生 （或無現象或無變化）； pH 試紙（或 pH 計）方案 加入試劑 分離方法 方案評價引進新雜質（或有 NaNO3，生成或引進 NO3-）鹽酸（或稀 HCl 或 HCl） 評價 此題考查探究酸的性質及書寫有關化學方程式，題型設計科學合理，能很好的培養學生對酸的知識系統化，不再機械記憶，囫圇吞棗的記憶酸堿鹽的知識點。例題 3： 竹子是“ 有

17、節、中空、四季常綠” 的植物（如圖所示）。同學們對竹子中的氣體成分展開了探究，測定其成分。收集竹子中的氣體。小華提出：將一節竹子浸沒在水中，在竹子上鉆孔，用排水法收集氣體。小剛提出：可用注射器從竹子中抽取氣體。大家認為兩人的想法都可行，于是分為A、B 兩組，在相同條件下，A 組采用小華的取氣方法，B組采用小剛的取氣方法，分別完成下面的實驗。檢驗氣體中是否含有二氧化碳氣體。實驗步驟實驗現象實驗結論及解釋向所取得氣體中加入有二氧化碳測定氧氣含量。【 查閱資料 】紅磷的著火點為240，白磷的著火點為40 。【 設計實驗 】同學們設計了如下圖所示的方案一和方案二來測定氧氣含量。【 進行實驗 】按上述兩

18、個方案進行多次實驗。【 反思與評價 】a實驗中磷的量應為足量，原因是b兩個方案的實驗測定結果不同，測定結果比較準確的是方案，原因是就應該徹底消耗掉其內的氧氣，對比c經過 A、B 兩組同學的實驗，A 組測得的含氧量總是大于B 組的，你認為原因是 分析 檢驗二氧化碳的存在一般用澄清石灰水，實驗是想驗證空氣中氧氣的含量，分析方案一密封性不如二方案，收集氣體的方法不同可能結果會不同。 解答 檢驗二氧化碳的常用辦法一般是澄清石灰水，現象是石灰水變渾濁；故答案為： 澄清石灰水澄清石灰水變渾濁。測定氧氣的含量就要把氧氣消耗干凈，方案二是密閉環境的實驗，結果會更準確。故答案為：a將瓶中氧氣耗盡。b二，方案二的

19、實驗始終在密閉裝置中進行，能保持瓶內氣體在反應前不發生改變（或方案一在實驗過程中打開了瓶塞，瓶中的氣體成分在反應前發生了改變。） c二氧化碳能溶于水故用排水法收集時會有一定量的二氧化碳溶于水，使 A 組總是比 B 組含氧量高。故答案為：A 組采用排水取氣法，部分二氧化碳溶解于水。 評價 此題是對竹子內氣體的驗證實驗，涉及到二氧化碳的鑒定，氧氣含量的測定， 是一道結合課本知識的綜合性實驗探究題。科學探究之專題2：氫氧化鈣和氫氧化鈉的變質【中考練兵場 】1、某化學實驗室有一瓶失去標簽的堿溶液，可能是氫氧化鈉或氫氧化鈣溶液；小王同學認為是氫氧化鈣溶液。請你按小王同學的猜想，進行下列實驗探究，并按要求

20、填寫寫表：猜實驗步驟實驗現象結論與相應的化學方程式想方案 ：用試管取約2mL 該溶液，向（若不反應可不寫化學方程式）可該溶液是 _，能化學方程式：其中滴加幾滴 _溶液是_ 氫氧方案 ：（選用與方案 不同類別的其該溶液是 _，化化學方程式：鈣他物質） _ _ _ 溶液2、某化學興趣小組的同學發現有一瓶氫氧化鈉溶液沒有塞橡皮塞，征得老師同意后，開展了以下探究：【提出問題 1】該氫氧化鈉溶液是否變質了呢？【實驗探究 1】實驗操作 實驗現象 實驗結論取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加，有氣泡冒出溶液一定變質了并不斷振蕩【猜想與假設】猜想 1：該氫氧化鈉溶液部分變質；猜想 2：該氫氧化鈉溶液【查閱資料】

21、（1）氯化鈣溶液呈中性 （2）氯化鈣溶液能與碳酸鈉溶液反應：CaCl2+Na2CO3=CaCO3 +2NaCl【實驗探究 2】實驗步驟 實驗現象 實驗結論（1）取少量該溶液于試管中，向溶液中滴加過量 有白色沉淀 說明原溶液中一定的氯化鈣溶液，并不斷振蕩生成有（2）取步驟（ 1）試管中的少量上層清液，滴加酚 說明原溶液中一定溶液變紅色酞溶液有【實驗結論】該溶液（填 “ 部分 ”或“ 全部 ” ）變質【反思與評價】在上述【實驗探究 2】中，（填 “ 能” 或“不能 ”）用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液，原因是。總結掌握：1、氫氧化鈉在空氣中變質的化學方程式：，現象，。2、檢驗氫氧化鈉是否變質的方法：稀鹽酸，化學方程式現象。氫氧化鈣或氫氧化鋇，化學方程式現象。氯化鈣或氯化鋇，方程式3、檢驗氫氧化鈉部分或完全變質：稀鹽酸和無色酚酞，現象，說明氫氧化鈉變質；氯化鈣和無色酚酞。變式拓展：某校化學興趣小組為了解碳酸氫鈉粉末（NaHCO3 ）的化學性質，進行了如下探究該小組成員將少量碳酸氫鈉粉末置于下圖裝置的試管中，充分加熱至反應完全，發現試管口出現無色液體，澄清石灰水變渾濁，且試管底部有白色固體殘余兩位同學提出以下猜想：（1）提出問題：殘余白色固體的成分是什么？（2）猜想與假設：